JPH08206935A - 工作機械のベッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 据え付け性に優れ、機械据え付け時の水平出
しが容易に行われ得るよう改良された工作機械のベッド
を提供すること。 【構成】 鋳鉄製のベッド本体２３の下底面部の少なく
とも三箇所に各々基準片部材（鋼球）５１を鋳ぐるみ、
これを設置床面に対するベッドの据付座部とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械のベッドに関
し、特にマシニングセンタなどの工作機械のベッドの構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に工作機械のベッドには複数箇所に
据付座部が設けられており、ベッドは据付座部をもって
設置床面上に水平に据え付けられる。

【０００３】工作機械のベッドは、据付座部をもって設
置床面上に水平に据え付けられて基台として、ワークピ
ースを切削する工具を保持する主軸頭や主軸頭を支持す
るコラム、ワークピースを保持するワークパレットやワ
ークパレットを旋回割り出しするためのワークテーブル
などの構造体を支持し、またこれらの軸移動を案内す
る。またベッドは自動工具交換装置や自動パレット交換
装置などの付随装置も支持する。

【０００４】このため、工作機械のベッドは、各部に作
用する構造体の重量を受け持ち、切削抵抗に耐える充分
な機械的強度と、各部の運動によっても振動を起こさな
い剛性と、軸移動案内部としての精度保持のための耐久
性を全て備えていなければならない。このことに対し
て、ベッドは、多くの場合、高剛性で振動吸収効果を有
する鋳鉄により全体を一体成形されている。

【０００５】従来、鋳鉄製のベッドを設置床面に対して
水平に据え付けるに際しては、ベッドの下底面部に設け
られている据付座部の据付面部（鋳物面）を面加工した
据付座部に調整ねじを係合させて各据付座部毎に高さ調
整する方法が採られている。

【０００６】工作機械に於いては、切削加工により切屑
が発生し、この切屑は切削抵抗熱によって周辺温度より
高くなっているから、切屑によるベットなどの熱変形を
回避するために、切屑は速やかに機外へ排出されること
が望ましい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のベッドにおいて
は、ベッドを設置床面に対して水平に据え付けるために
は、ベッドの下底面部に設けられている据付座部（脚
部）の据付面部を面加工したり、据付座部にねじ係合し
た高さ調整ねじを回すなどして各据付座部毎に高さ調整
する必要があるため、機械据え付け時の水平出しに多大
な工数、時間を費やすことになる。

【０００８】ベッドを設置床面に安定設置するために
は、据付座部はベッドの三箇所に設けられればよく、こ
の場合にはベッドは３点支持され、設置床面上における
水平出し精度の再現性がよく、設置床面が経時変化して
も機械の据え付けにがたつきが生じることがない。この
３点支持方式の据え付けは４点支持方式の据え付けなど
と比べて優れた支持方式であるが、しかし３点支持方式
の据え付けでは、重量や切削抵抗によってベッド、特に
軸移動案内部に歪みが生じないよう、ベッドが充分な機
械的強度、剛性を備え、また各据付座部が据え付け平面
で見て適切な位置に配置される必要がある。

【０００９】ベッドの剛性を増すためには、ベッドの肉
厚寸法を大きく確保し、全体を箱形構造にすることが効
果的である。しかし、ベッドの肉厚寸法を大きく確保す
ると、ベッド自体の重量が増大し、自重によるベッドの
変形を招来して機械精度に悪影響を及ぼすから、この場
合には据付座部の配置個数が３個では不十分となって据
付座部の配置個数をそれ以上の個数に増やさなければな
らないと云うレジンマが生じる。

【００１０】４点支持方式の据え付けの場合にはベッド
の必要剛性は軽減されるが、しかしこの場合には水平出
しが難しく、機械据え付け時の水平出しに多大な工数、
時間を費やすことになる。

【００１１】また切削加工により生じた切屑をベッドよ
り速やかに排出するためには、上下に傾斜した排出シュ
ータ部がベッドに形成されていることが望ましいが、し
かし従来のベッドでは、排出シュータ部が箱形構造部を
横切って延在するようになり、排出シュータ部の設置は
ベッドの剛性を低下させる原因になる。

【００１２】本発明は、上述の如き問題点に着目してな
されたものであり、据え付け性に優れ、機械据え付け時
の水平出しが容易に行われ得るよう改良され、また合理
的な骨組構造により充分な機械的強度、剛性を備えてい
ることにより３点支持方式の据え付けを可能にし、しか
も切屑などの排出シュータ部が設けられてもその機械的
強度、剛性を維持し、総合的に高精度な工作機械のベッ
ドを提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的を達成す
るために、請求項１による工作機械のベッドは、鋳鉄製
のベッド本体の下底面部の少なくとも三箇所に各々設置
床面に対するベッドの据付座部をなす基準片部材が下底
面側に露呈した形態で鋳ぐるまれていることを特徴とし
ている。

【００１４】また上述の如き目的を達成するために、請
求項２による工作機械のベッドは、ベッド本体の上面部
に移動体の線形移動を案内する２条の両側案内面部が互
いに隔置して前記移動体の線形移動方向に互いに平行に
形成され、ベッド本体の下底面部との間に前記２条の両
側案内面部を互いに接続する上部接続辺部を長辺として
横断面形状が上下逆台形状をなす箱形骨組構造体が一体
形成され、当該箱形骨組構造体の短辺部により与えられ
るベッド本体の下底面部に設置床面に対するベッドの据
付座部が形成されていることを特徴としている。

【００１５】また請求項３による工作機械のベッドは、
請求項２に記載の工作機械のベッドにおいて、前記据付
座部が請求項１に記載の工作機械のベッドにおける基準
片部材により構成されていることを特徴としている。

【００１６】また請求項４による工作機械のベッドは、
請求項２または３に記載の工作機械のベッドにおいて、
前記移動体が主軸頭を有するコラムであり、当該コラム
の線形移動方向の中間部前方にワークテーブル取付部が
一体形成され、前記ワークテーブル取付部と前記移動体
の前記両側案内面部との間に前記移動体の線形移動方向
に沿って溝状の切屑・クーラント液回収樋状部が形成さ
れ、前記ワークテーブル取付部の少なくとも一側方に前
記切屑・クーラント液回収樋状部より下方に傾斜した切
屑・クーラント液排出シュータ部が形成されていること
を特徴としている。

【００１７】

【作用】請求項１による工作機械のベッドでは、鋳鉄製
のベッド本体の下底面部に基準片部材が鋳ぐるまれるこ
とにより、この基準片部材のベッド下底面に対する露呈
面を絶対的な基準位置として据え付け、ベッド自体の仕
上げ加工が行われ、水平出し調整のための据付座部の面
加工を省略できる。

【００１８】請求項２による工作機械のベッドでは、移
動体の案内面部が上下逆台形状をなす箱形骨組構造体よ
り支持されることにより、その形状からして高剛性が得
られ、箱形骨組構造体の短辺部に対応する位置に配置さ
れた据付座部によってこの箱形骨組構造体部分が設置床
面より支持されるから、自重による箱形骨組構造体部分
のだれ変形が効果的に抑制され、これらのことにより３
点支持方式の据え付けが可能になる。

【００１９】請求項３による工作機械のベッドでは、据
付座部がベッド本体に鋳ぐるまれた基準片部材により与
えられるから、３点支持方式の据え付けと相俟ってベッ
ドの据え付け作業が容易になる。

【００２０】請求項４による工作機械のベッドでは、移
動体が主軸頭を有するコラムであり、このコラムの線形
移動方向の中間部前方にワークテーブル取付部が一体形
成されていることにより、そのワークテーブル取付部の
側方部に、切屑・クーラント液回収樋状部より下方に傾
斜した切屑・クーラント液排出シュータ部の配置スペー
スが確保され、ここに切屑・クーラント液排出シュータ
部がベッドの剛性を低下させることなく傾斜配置されて
いる。

【００２１】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００２２】図１は本発明による工作機械のベッドが適
用される横形マシニングセンタを示している。横形マシ
ニングセンタは、ベッド１と、ベッド１上にＸ軸方向に
設けられたリニアガイド部３に案内されてＸ軸方向（左
右方向）に線形移動する可動コラム５と、可動コラム５
にＹ軸方向（上下方向）に移動可能に設けられたサドル
７と、サドル７にＺ軸方向（前後方向）に移動可能に設
けられて主軸９を水平支持した主軸頭１１と、ベッド１
のリニアガイド部３の中間部前方位置に固定配置された
ワークテーブル取付部１３上に配置されたワークパレッ
ト１５と、自動パレット交換装置１７と、マウント部材
１９によりベッド１上に装着された自動工具交換装置２
１とを有している。

【００２３】図２〜図６は本発明による工作機械のベッ
ドの一実施例を示している。ベッド１は全体を鋳鉄製の
ベッド本体２３により構成されている。

【００２４】可動コラム５のリニアガイド部３は、ベッ
ド本体２３の上面部に前後に互いに隔置して２条形成さ
れ、各々可動コラム５の線形移動方向（Ｘ軸方向）に平
行に延在している。この前後２条のリニアガイド部３は
概ね全域に亙ってベッド本体２３の上部接続辺部２５に
より互いに接続され、その上部接続辺部２５と、上端を
前後２条のリニアガイド部３の各々に接続されて下端へ
向かうに従って互いに近づく方向に傾斜した竪壁部２
７、２９と、竪壁部２７と２９とを互いに接続する下部
接続辺部３１とにより、上部接続辺部２５を長辺、下部
接続辺部３１を短辺として横横断面形状が上下逆台形状
をなす箱形骨組構造体３３がベッド本体２３の一部とし
て一体形成されている。

【００２５】下部接続辺部３１は、ベット本体２３の下
底面部３５と面一に連続しており、下底面部３５の一部
をなしている。

【００２６】前側のリニアガイド部３とワークテーブル
取付部１３との間には、可動コラム５の線形移動方向に
沿って溝状の切屑・クーラント液回収樋状部３７がベッ
ド本体２３の一部として一体形成されている。切屑・ク
ーラント液回収樋状部３７は前側のリニアガイド部３の
前側に隣接してリニアガイド部３の延在方向の全域に亙
って略水平に形成されている。

【００２７】切屑・クーラント液排出シュータ部３７
は、箱形骨組構造体３３、ワークテーブル取付部１３の
何れをも横断することがなく、これらの外側にあるか
ら、切屑・クーラント液排出シュータ部３７がベッド１
の剛性を低下させることがない。

【００２８】切屑・クーラント液回収樋状部３７にはク
ーラント液デリバリパイプ３９が配置されている。

【００２９】クーラント液デリバリパイプ３９は、切屑
・クーラント液回収樋状部３７の延在方向に沿って延在
し、その延在方向に所定間隔をおいて複数個の噴孔４１
を有している。

【００３０】ワークテーブル取付部１３のＸ軸方向の幅
寸法は、リニアガイド部３の全長、即ち可動コラム５の
Ｘ軸方向の移動ストロークより短く、ワークテーブル取
付部１３の左右両側には各々切屑・クーラント液回収樋
状部３７に連続し、切屑・クーラント液回収樋状部３７
より下方に傾斜した切屑・クーラント液排出シュータ部
４３がベッド本体２３の一部として一体形成されてい
る。

【００３１】この構造により、ワークテーブル取付部１
３上のパレット１５の両側には切屑・クーラント液排出
シュータ部４３が存在するから、そのパレット１５上に
おける切削加工により生じた切屑はクーラント液デリバ
リパイプ３９の噴孔４１により噴出されるクーラント液
によって洗い流されるようにしてクーラント液と共に切
屑・クーラント液排出シュータ部３７へ流れ、切屑・ク
ーラント液排出シュータ部３７に沿って流れ落ちる。

【００３２】またパレット１５より切屑・クーラント液
回収樋状部３７に落下する切屑もあり、この切屑は切屑
・クーラント液回収樋状部３７より切屑・クーラント液
排出シュータ部４３へ流れ、切屑・クーラント液排出シ
ュータ部３７に沿って流れ落ちる。

【００３３】これにより切屑がクーラント液によって冷
却される共に速やかに機外へ排出され、切屑の熱により
ベッド１が熱変形することが回避される。

【００３４】図１に示されているように、切屑・クーラ
ント液排出シュータ部４３の下端部には切屑・クーラン
ト液排出シュータ部４３よりの切屑とクーラント液とを
受け取る切屑・クーラント液処理装置４５が配置されて
いる。切屑・クーラント液処理装置４３は切屑とクーラ
ント液とを分離し、分離したクーラント液をポンプ４７
によりホース４９を介してクーラント液デリバリパイプ
３９などへ再循環供給する。

【００３５】ベッド本体２３の下底面部３５には、下部
接続辺部３１の左右両側位置と、ワークテーブル取付部
１３の中央部に対応する位置の各々に、即ち３箇所に、
ベッド１の設置床面に対する据付座部をなす基準片部材
として、表面をラッピング仕上げされた鋼球５１がベッ
ド本体２３に鋳ぐるまれている。鋼球５１の鋳ぐるみ
は、図７に示されているように、鋼球５１の略上半分を
ベッド本体２３の下底面部３５内に鋳ぐるみ、下半分を
外部に露呈した形態で行われている。

【００３６】このように、鋳鉄製のベッド本体２３の下
底面部４１に基準片部材としての鋼球５１が鋳ぐるまれ
ていることにより、この鋼球５１のベッド下底面に対す
る露呈面（最下点）を絶対的な基準位置として、ベッド
１の据え付け、ベッド本体２３の仕上げ加工を行うこと
ができ、水平出し調整のための据付座部の面加工を省略
でき、図７に示されているように、鋼球５１が設置床面
上に配置されたロックナット付きねじジャッキ５３の球
面座５５上に載置されればよい。

【００３７】また可動コラム５のリニアガイド部３が上
下逆台形状をなす箱形骨組構造体３３より支持されるこ
とにより、荷重を受ける部分が互いに囲まれた形状な
り、各部の肉厚がさほど厚くされなくとも高剛性が得ら
れ、外力によるベッド１の変形が効果的に抑制される。
また箱形骨組構造体３の短辺部に対応する位置に配置さ
れた鋼球５１によって、箱形骨組構造体部分が設置床面
より支持されるから、自重による箱形骨組構造体部分の
だれ変形が効果的に抑制され、また上方よりの荷重は鋼
球５１によるベッド据付部に直接的に作用し、設置床面
より受け持たれるから、ベッド１に歪みを生じせしめる
ことなく３点支持方式の据え付けが可能になる。

【００３８】これによりベッド１の据え付け作業が上述
の据付座部の面加工の省略と相俟って容易になる。

【００３９】なお、上述の実施例においては、基準片部
材として、鋼球５１を使用したが、本発明はこれに限定
されることはなく、基準片部材は、円錐体、三角錐体、
円柱体、板体などの各種形状のものにより構成されても
よい。

【００４０】以上に於ては、本発明を特定の実施例につ
いて詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
による工作機械のベッドによれば、鋳鉄製のベッド本体
の下底面部に基準片部材が鋳ぐるまれることにより、こ
の基準片部材のベッド下底面に対する露呈面を絶対的な
基準位置として、据え付け、ベッド自体の仕上げ加工を
行うことができ、水平出し調整のための据付座部の面加
工を省略できるから、ベッド据え付け時の水平出しが従
来に比して容易に、かつ確実に行われるようになる。

【００４２】可動コラムなどの移動体の案内面部が上下
逆台形状をなす箱形骨組構造体より支持されることによ
り高剛性が得られ、箱形骨組構造体の短辺部に対応する
位置に配置された据付座部によってこの箱形骨組構造体
部分が設置床面より支持されることにより自重による箱
形骨組構造体部分のだれ変形が効果的に抑制され、これ
らのことにより３点支持方式の据え付けが可能になるか
ら、ベッドの据え付け作業が能率よく的確に行われるよ
うになる。

【００４３】またこの据付座部がベッド本体に鋳ぐるま
れた基準片部材により与えられることから、３点支持方
式の据え付けと相俟ってベッドの据え付け作業が容易に
なる。

【００４４】またワークテーブル取付部の側方部に切屑
・クーラント液排出シュータ部が傾斜配置されているこ
とにより、ベッドの剛性を低下させることなく切屑の機
外への排出が速やかに行われ、切屑の熱によるベッドの
熱変形も回避される。

【００４５】これらのことにより、総合的に高精度な工
作機械のベッドが得られ、ついては加工精度が恒久的に
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による工作機械のベッドが適用される横
形マシニングセンタの一実施例を示す斜視図である。

【図２】本発明による工作機械のベッドの一実施例を示
す平面図である。

【図３】本発明による工作機械のベッドの一実施例を示
す右側面図である。

【図４】本発明による工作機械のベッドの一実施例を示
す底面図である。

【図５】本発明による工作機械のベッドの一実施例を示
す左側面図である。

【図６】図２の線ＶＩ−ＶＩに沿った断面図である。

【図７】本発明による工作機械のベッドの据付座部部分
の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ ベッド ３ リニアガイド部 ５ 可動コラム ７ サドル ９ 主軸 １１ 主軸頭 １３ ワークテーブル取付部 １５ ワークパレット １７ 自動パレット交換装置 ２１ 自動工具交換装置 ２３ ベッド本体 ２５ 上部接続辺部 ２７、２９ 竪壁部 ３１ 下部接続辺部 ３３ 箱形骨組構造体 ３５ 下底面部 ３７ 切屑・クーラント液回収樋状部 ３９ クーラント液デリバリパイプ ４３ 切屑・クーラント液排出シュータ部 ４５ 切屑・クーラント液処理装置 ５１ 鋼球 ５３ ロックナット付きねじジャッキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 博光 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳鉄製のベッド本体の下底面部の少なく
   とも三箇所に各々設置床面に対するベッドの据付座部を
   なす基準片部材が下底面側に露呈した形態で鋳ぐるまれ
   ていることを特徴とする工作機械のベッド。
2. 【請求項２】 ベッド本体の上面部に移動体の線形移動
   を案内する２条の両側案内面部が互いに隔置して前記移
   動体の線形移動方向に互いに平行に形成され、ベッド本
   体の下底面部との間に前記２条の両側案内面部を互いに
   接続する上部接続辺部を長辺として横断面形状が上下逆
   台形状をなす箱形骨組構造体が一体形成され、当該箱形
   骨組構造体の短辺部により与えられるベッド本体の下底
   面部に設置床面に対するベッドの据付座部が形成されて
   いることを特徴とする工作機械のベッド。
3. 【請求項３】 前記据付座部は請求項１に記載の工作機
   械のベッドにおける基準片部材により構成されているこ
   とを特徴とする請求項２に記載の工作機械のベッド。
4. 【請求項４】 前記移動体が主軸頭を有するコラムであ
   り、当該コラムの線形移動方向の中間部前方にワークテ
   ーブル取付部が一体形成され、前記ワークテーブル取付
   部と前記移動体の前記両側案内面部との間に前記移動体
   の線形移動方向に沿って溝状の切屑・クーラント液回収
   樋状部が形成され、前記ワークテーブル取付部の少なく
   とも一側方に前記切屑・クーラント液回収樋状部より下
   方に傾斜した切屑・クーラント液排出シュータ部が形成
   されていることを特徴とする請求項２または３に記載の
   工作機械のベッド。